Chng 8: Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi -,Kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục II: thép C45 có b = 600 MPa S >[S] Trong đó S:là hệ số an toàn tính toán [S] hệ số an toàn cho phép [S]=1,52,5 ta chọn [S]=2,5 -,Theo (10.19) 22 . SS SS S Trong đó S , S là hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại các tiết diện s j = mjaj dj K . 1 s j = mjaj dj K . 1 với +, -1 , -1 là giới hạn mỏi uốn và xoáen ứng với chu kỳ đối xứng -1 = 0,436 b = 0,436.600 = 261,6 (MPa) -1 = 0,58 -1 = 0,58.261,6 =151,7 (MPa) +, , :là hệ số kể đến ảnh h-ởng của trị số ứng suet trung bình dến độ bền mỏi Theo bảng 10.7 có: = 0,05 = 0 +, mjmjajaj ,,, :là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện j: - ,Do trục quay cùng các bánh răng nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, do đó: aj = maxj = uj uj W M ; mj = 0 - Vì trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động, do đó mj = aj = maxj / 2 = T j / 2W oj - ở đây ta chọn trục II để kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi tại các tiết diện 21 và 22. - Chọn kiểu lắp ghép : các bánh răng, bánh đai, khớp nối theo k6 kết hợp với 1 rãnh then bằng. - Kích th-ớc then đ-ợc tra theo bảng 9.1a. Trị số của mô men cản uốn và mô men cản xoắn tra theo bảng 10.6 W uj = j jj d tdbtd 232 2 11 3 W oj = j jj d tdbtd 216 2 11 3 Bảng 6 Tiết diện Đ-ờng kính trục b t 1 W uj (mm 3 ) W 0j (mm 3 ) aj mj mj = aj 21 30 10 5 2128,54 1928 33,73 0 7,55 22 30 10 5 2128,54 3981 48,18 0 7,55 +,k dj ,k dj là hệ số xác định theo (10.25) và (10.26) y x K K K K dj 1 ; y x K K K K dj 1 ; hệ số kích th-ớc tra bảng 10.10 đ-ợc =0,88; =0,81 K x : Hệ số tập trung ứng suất. Theo bảng 10.8 vàvới b = 600 và R a =2,50,63 k x =1,06; K y : Hệ số tăng bền, do không ding các biện pháp tăng bền bề mặt,do đó hệ số tăng bền K y =1 k ;k là hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn Trục có rãnh then theo bảng 10.12 có K = 1,76 ; K = 1,54 ( dao phay ngón ) Trị số k và k đối với bề mặt trục có lắp độ dôi tra bảng 10.11 đ-ợc tỷ số 64,1;06,2 kk 328,164,1.81,064,1. 813,106,2.88,006,2. ' ' k k so sánh các trị số k , k với .' , kk ta lấy k =1,813và k =1,54 Vậy ta có bảng số liệu sau Bảng 7: Tiết diện d (mm) Tỷ K Tỷ K K K K d K d s s s s 21 30 2,06 1,64 1,813 1,54 2,12 1,96 3,66 10,25 3,54 2,5 22 30 2,06 1,64 1,813 1,54 2,12 1,96 2,76 10.25 2,66 Kết luận : Hệ số an toàn s trên các tiết diện đều lớn hơn s do đó các trục đều đủ bền mỏi. V.8. Kiểm nghiệm độ bền của then: Kiểm nghiệm then trục II: Điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt. d = 2T / d.l t ( h - t 1 ) [ d ] c = 2T / d.l t .b [ c ] Trong đó +, d , c ứng suất dập và ứng suất cắt tính toán +,[ d ] ứng suất dập cho phép tra bảng 9.5 với mối ghép cố định và trạng thái làm việc va đập vừa [ d ] =100 (MPa) +,[ c ] ứng suất cắt cho phép Với thép C45 có [ c ] = (60 90)/3( MPa) =20 30 (MPa) chọn [ c ] = 25 (MPa) +,d là đ-ờng kính trục +,T mômen xoắn trục II +,Với then bằng l t =(0,8 0,9)l m a,Kiểm nghiệm then trục I: Trục I tại tiết diện nắp then có d=18(mm) Mômen xoắn trục I :T 1 =16595,79(N.mm) l t =(0,8 0,9)l m tại tiết diện 10 ta có l t10 =(0,8 0,9)l m12 =(0,8 0,9)27=21,624,3 (mm) lấy l t10 =23(mm) tại tiết diện 13 ta có l t13 =(0,8 0,9)l m13 =(0,8 0,9)26=20,823,4 (mm) lấy l t13 =22(mm) +,Với d=18(mm) tra bảng 9.1a ta có b=6(mm) ; h=6(mm) ; t 1 =3,5(mm) khi đó ta có ứng suất dập: d10 = )(07,32/07,32 5,36.23.18 79,16595.2 .2 2 110 1 MPammN thld T t < MPa d 100 d13 = MPaMPammN thld T d t 10053,33/53,33 5,3622.18 79,16595.2 . .2 2 113 1 ứng suất cắt: c10 = MPaMPammN bld T C t 2536,13/36,13 6.23.18 79,16595.2 .2 2 10 1 c13 = MPaMPammN bld T C t 2597,13/97,13 6.22.18 79,16595.2 .2 2 13 1 Kết luận : Các then trục I đều thoả mãn điều kiện bền dập và bền cắt b,Kiểm nghiệm then trục II: Trục II tại tiết diện nắp then có d=30(mm) Mômen xoắn trục II :T 1 =72104,56 (N.mm) l t =(0,8 0,9)l m tại tiết diện 21 ta có l t21 =(0,8 0,9)l m23 =(0,8 0,9)38=30,434,2 (mm) lấy l t21 =32(mm) tại tiết diện 22 l t22 =(0,8 0,9)l m22 =(0,8 0,9)40=3236 (mm) lấy l t22 =34(mm) +,Tra bảng 9.1a ta có b=10(mm) ; h=8(mm) ; t 1 =5(mm) khi đó ta có ứng suất dập: d21 = )(34,30/34,30 510.32.30 56,72104.2 .2 2 121 2 MPammN thld T t < MPa d 100 d22 = MPaMPammN thld T d t 10028,28/28,28 51034.30 56,72104.2 . .2 2 122 2 ứng suất cắt: c21 = MPaMPammN bld T C t 2502,15/02,15 10.32.30 56,72104.2 .2 2 21 2 c22 = MPaMPammN bld T C t 2514,14/14,14 10.34.30 56,72104.2 .2 2 22 2 Kết luận : Các then trục II đều thoả mãn điều kiện bền dập và bền cắt . j jj d tdbtd 216 2 11 3 Bảng 6 Tiết diện Đ-ờng kính trục b t 1 W uj (mm 3 ) W 0j (mm 3 ) aj mj mj = aj 21 30 10 5 21 28, 54 19 28 33,73 0 7,55 22 30 10 5 21 28, 54 3 981 48, 18 0 7,55 +,k dj ,k dj . kk 3 28, 164,1 .81 ,064,1. 81 3,106,2 .88 ,006,2. ' ' k k so sánh các trị số k , k với .' , kk ta lấy k =1 ,81 3và k =1,54 Vậy ta có bảng số liệu sau Bảng 7: Tiết diện d (mm) Tỷ K Tỷ K K K K d K d s s s s 21. 1 ,81 3 1,54 2,12 1,96 3,66 10,25 3,54 2,5 22 30 2,06 1,64 1 ,81 3 1,54 2,12 1,96 2,76 10.25 2,66 Kết luận : Hệ số an toàn s trên các tiết diện đều lớn hơn s do đó các trục đều đủ bền mỏi. V .8.